Đo lường cơ bản lưu lượng khí nén

Đo lường cơ bản lưu lượng khí nén: Chuyển đổi lưu lượng trong thời gian chờ thành chỉ số ROI.

Một đồng hồ đo lưu lượng khí nén được lắp đặt trên đường ống chính, được đọc trong quá trình dừng hệ thống theo lịch trình, sẽ cho bạn biết tổng tốc độ rò rỉ của hệ thống chỉ bằng một con số. Nhân lưu lượng đó với mức tiêu thụ năng lượng riêng của máy nén và giá điện, bạn sẽ có được con số chi phí hàng năm mà bạn có thể trình lên ban quản lý trước khi chi tiền cho việc sửa chữa. Đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt SRK-100 của Silver Instruments có thể đo được đến 0,05 Nm/s, đủ thấp để phát hiện rò rỉ ngay cả khi đường ống gần như không hoạt động.

Khí nén được đo đạc, nhưng không ai lập hóa đơn cho nó. Hầu hết các nhà máy trả tiền theo kWh của máy nén nhưng không bao giờ phân tích chi tiết lượng khí thực sự đi đến đâu. Việc đo lưu lượng cơ bản sẽ khắc phục được lỗ hổng đó trong khoảng thời gian tương đương với một ca làm việc cuối tuần.

Cách đo thời gian hệ thống không hoạt động giúp phát hiện rò rỉ tổng thể của hệ thống

Đây là logic: Tắt tất cả các dụng cụ khí nén, xi lanh và van khí nén trên dây chuyền. Không sản xuất, không chu trình làm sạch, không có gì hút khí một cách cố ý. Bất kỳ lưu lượng nào mà đồng hồ đo vẫn hiển thị tại thời điểm đó đều không đi đến nơi nào hữu ích. Nó đang rò rỉ qua các khớp nối, mối nối ống và các gioăng bị mòn.

Đây không phải là phương pháp xác định vị trí rò rỉ . Nó sẽ không cho bạn biết mối nối nào bị hỏng, đó là công việc của máy dò siêu âm cầm tay hoạt động trên cùng khu vực đó sau này. Điều nó cung cấp cho bạn là một con số duy nhất, đáng tin cậy về lượng không khí (và tiền bạc) mà toàn bộ hệ thống đang bị thất thoát trước khi bất kỳ ai động vào dụng cụ sửa chữa.

Các cuộc khảo sát trong ngành, bao gồm cả số liệu do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ công bố, thường cho thấy lượng rò rỉ khí nén không được sửa chữa chiếm từ 20 đến 30% tổng sản lượng hệ thống. Phạm vi đó là tiêu chuẩn chung của ngành, không phải là con số chúng tôi tự đo được, và lượng rò rỉ thực tế thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào tuổi đời của nhà máy và lịch sử bảo trì. Hãy xem đó là lý do để kiểm tra hệ thống của riêng bạn, chứ không phải là con số để đưa vào báo cáo của bạn.

Vị trí lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng để lấy số liệu cơ bản.

Ba điểm, theo thứ tự ưu tiên.

• Hãy bắt đầu từ cửa xả của phòng máy nén, phía sau bộ sấy và bình chứa. Điểm này cung cấp cho bạn tổng nhu cầu của hệ thống và, trong trường hợp dừng hoạt động, tổng lượng rò rỉ. Đây cũng là vị trí dễ nhất để chọn kích thước lưu lượng kế chính xác, vì đường kính ống và áp suất thường được biết và ổn định tại đây.
• Khi đã có số liệu tổng thể toàn nhà máy, hãy chia nhỏ theo từng bộ phận. Lắp đặt đồng hồ đo trên các đường ống chính cấp nước cho từng xưởng sản xuất hoặc khu vực chế biến riêng biệt. Dây chuyền hoàn thiện dệt may và xưởng đóng gói hiếm khi rò rỉ với cùng một tỷ lệ, và việc phân bổ chi phí theo khu vực sẽ giúp ngân sách bảo trì được phê duyệt nhanh hơn so với việc chỉ sử dụng một con số tổng thể toàn nhà máy.
• Chỉ cần đo lưu lượng của từng máy móc riêng lẻ, vòi phun khí nén hoặc thiết bị khí nén quan trọng nếu bạn đang theo dõi một quy trình tiêu thụ năng lượng cao cụ thể, chẳng hạn như dây chuyền ép thổi hoặc buồng sơn với hệ thống dao khí liên tục. Hầu hết các nhà máy không cần mức độ chi tiết này cho lần đo đầu tiên.

Cách tính chi phí rò rỉ hàng năm dựa trên số liệu đo lưu lượng

Để minh họa cách tính toán, chứ không phải để đại diện cho một dự án thực tế: hãy xem xét một nhà máy có đường ống chính ghi nhận lưu lượng 40 Nm³/h trong thời gian ngừng hoạt động cuối tuần. Máy nén của nhà máy có mức tiêu thụ năng lượng riêng (SEC) khoảng 0,11 kWh/Nm³, một con số điển hình cho máy nén trục vít hoạt động ở áp suất 7 bar, mặc dù con số này có thể thay đổi tùy theo máy và cần được xác nhận từ báo cáo thử nghiệm hoặc thông số kỹ thuật của máy nén của bạn chứ không nên giả định.

Chi phí rò rỉ hàng năm = lưu lượng không tải x SEC x số giờ hoạt động hàng năm x giá điện.

40 Nm³/giờ x 0,11 kWh/Nm³ x 8.760 giờ x giá điện địa phương của bạn trên mỗi kWh.

Tính ra, với lưu lượng đó, mức tiêu thụ điện năng ước tính khoảng 3.854 kWh mỗi năm, ngay cả trước khi tính đến giá điện. Tại các thị trường có giá điện công nghiệp cao hơn, con số này thường đủ để biện minh cho việc triển khai chương trình sửa chữa rò rỉ, mà không cần phải tìm kiếm vị trí của bất kỳ đường ống nào trước đó.

Sau khi sửa chữa, hãy thực hiện lại thử nghiệm tương tự. Sự giảm từ 40 Nm³/h xuống 12 Nm³/h ở chế độ không tải là kết quả được ghi nhận và có thể lặp lại, bạn có thể trình bày cho người quản lý nhà máy hoặc kiểm toán viên ISO 50001. Không cần ước tính, không cần phỏng đoán dựa trên khảo sát, chỉ cần hai lần đo lưu lượng kế được thực hiện theo cùng một cách.

Những điều cần lưu ý khi chọn đồng hồ đo lưu lượng cho mục đích kiểm tra cơ bản

Một vài yếu tố ở đây quan trọng hơn so với ứng dụng đo lưu lượng khí nén thông thường.

Độ nhạy thấp. Lưu lượng rò rỉ khi không tải chỉ bằng một phần nhỏ so với lưu lượng sản xuất tối đa. Một đồng hồ đo có tỷ lệ điều chỉnh hẹp sẽ đọc giá trị bằng không hoặc gần bằng không khi không tải và bỏ sót giá trị thực tế cần thiết. Đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt Silver Instruments SRK-100 có tỷ lệ điều chỉnh 100:1 và giới hạn đo thấp hơn là 0,05 Nm/s, giúp nó hoạt động nhạy bén ngay cả ở mức lưu lượng thấp hơn bình thường trong sản xuất.

Độ chính xác trên toàn dải đo, không chỉ ở dải đo tối đa. Đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt SRK-100 có độ chính xác định mức là ±1% giá trị đo hoặc ±0,5% dải đo tối đa, tùy thuộc vào trường hợp áp dụng. Đối với công việc đo đạc cơ bản, hãy yêu cầu con số độ chính xác dựa trên giá trị đo. Một đồng hồ đo chính xác ở mức 80 Nm³/h nhưng có độ trôi 4 Nm³/h sẽ đánh giá thấp chi phí rò rỉ của bạn.

Ghi dữ liệu hoặc xuất tín hiệu ổn định để kiểm tra lặp lại. Bạn sẽ thực hiện thử nghiệm này nhiều hơn một lần. Đầu ra 4-20 mA hoặc RS485 Modbus RTU cho phép bạn tự động ghi lại khoảng thời gian tắt máy, thay vì phải cử người đến đọc màn hình hiển thị cục bộ lúc 2 giờ sáng thứ Bảy.

Trên thực tế, hầu hết các nhà máy vận hành chương trình này không cần giám sát lưu lượng liên tục ở mọi nơi. Một đồng hồ đo kiểu cắm di động hoặc bán cố định tại đầu ra phòng máy nén, được di chuyển giữa các đường ống chính của các bộ phận trong vài ngày cuối tuần, sẽ cung cấp cho bạn dữ liệu tương tự mà không cần phải lắp đặt thiết bị đo cho toàn bộ nhà máy ngay từ đầu.